2014届高一同步课堂名师章节精细讲解专题专练：硫和氮的氧化物（2课时，13页，含答案解析，人教版必修1）


(1)写出下列反应的化学方程式
①钠与氯气反应：2Na＋Cl22NaCl，
②氢气与氯气反应：H2＋Cl22HCl，
③硅与氯气反应：Si＋2Cl2SiCl4。
④氯气与氯化亚铁溶液反应：
Cl2＋2FeCl2===2FeCl3。
(2)检验溶液中是否含有Cl－所用的试剂是：稀HNO3和AgNO3溶液，反应的离子方程式为：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
一、氯气
1．氯的原子结构及存在
氯原子结构示意图为：→氯原子易得到1个电子→表现出典型非金属性→自然界中以化合态存在。
2．实验室制法
在实验室里常用MnO2和浓盐酸共热来制取Cl2，该反应的化学方程式为：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
3．物理性质
颜色
状态
气味
毒性
溶解性
黄绿色
气体
刺激性气味
有毒
1 体积水溶解
2 体积氯气
4．化学性质
(1)与金属反应(与变价金属反应生成高价金属氯化物)：
(2)与非金属反应：
(3)与H2O反应：
①氯气的水溶液称为“氯水”。
②溶于水的Cl2部分与水发生反应，化学方程式为：Cl2＋H2O===HCl＋HClO。
(4)与碱反应：
漂白粉在空气中长期放置易失效，其原因为：
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO；
2HClO2HCl＋O2↑。
5．用途
(1)氯气是一种重要的化学工业物质。氯的化合物可作为制取高纯硅、锗(半导体)和金属钛的重要中间物质。
(2)在有机化工中，氯气是合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品的重要原料。
二、次氯酸
1．弱酸性
次氯酸是很弱的酸，比碳酸酸性弱。
2．不稳定性
次氯酸不稳定，只存在于水溶液中，见光易分解，化学方程式为：2HClO2HCl＋O2↑。
3．强氧化性
(1)漂白性：
实验操作
实验现象
结论
有色布条不褪色
干燥的Cl2无漂白作用
有色布条褪色
氯水有漂白作用，起漂白作用的是HClO
(2)杀菌、消毒。
三、氯离子的检验
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)氯气可使湿的红布条褪色，所以氯气具有漂白性(　　)
(2)氯气没有漂白性，但能使鲜艳的花朵褪色(　　)
(3)过量的铁在氯气中燃烧可生成氯化亚铁(　　)
(4)闻其气味时要小心的将集气瓶放在鼻孔下直接闻(　　)
(5)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂(　　)
解析：(1)Cl2无漂白性，HClO才有漂白性。
(2)鲜艳的花朵中含水，水与Cl2反应生成次氯酸。
(3)Fe与Cl2反应生成FeCl3，不能生成FeCl2，与用量无关。
(4)闻气味时要用手轻轻地扇动，使少量气体飘进鼻孔。
(5)Cl2与NaOH的反应中既是氧化剂也是还原剂。
答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
2．思考讨论：
(1)通过H2在Cl2中燃烧的实验，你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识？
(2)某地生产氯气的储罐泄漏，如果你是附近的居民，请思考应如何自救和治理污染。
(3)漂白粉为什么要密闭保存？
答案：(1)H2在空气中可以燃烧，在Cl2中也可以燃烧。由此可知燃烧不一定有氧气参加，燃烧的本质是氧化还原反应，所有的发光放热的剧烈的氧化还原反应都称为燃烧。
(2)①氯气密度比空气大，应往高处逆风跑。
②立即用浸过水或弱碱溶液的毛巾捂住口鼻。
③向空中喷洒NaOH溶液或石灰水。
(3)漂白粉吸收空气中的水和CO2，与有效成分Ca(ClO)2反应生成HClO，而HClO不稳定易分解，故可导致漂白粉失效，所以漂白粉应密闭保存。
3．将下列用途与相应物质的化学式连起来。
①84消毒液　　　　　　　　 A．AgI
②人工降雨剂 B．KIO3
③含氟牙膏 C．NaClO
④加碘食盐 D．AgBr
⑤变色眼镜 E．NaF
答案：①－C，②－A，③－E，④－B，⑤－D
4．Cl2、Br2、I2都具有氧化性，其氧化性Cl2>Br2>I2，Cl2能把溴从溴化物中置换出来，其余依次类推。请据此写出下列置换反应的化学方程式。
(1)将氯气分别通入KBr溶液和KI溶液中。
(2)将溴水滴入KI溶液中。
答案：(1)2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2，
2KI＋Cl2===2KCl＋I2；
(2)2KI＋Br2===2KBr＋I2。
氯水的成分及性质
1．氯水的成分
(1)氯水中的化学反应及物质的电离：
Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO，
HClO??H＋＋ClO－，2HClO2HCl＋O2↑。
(2)氯水的成分：[来源:学。科。网Z。X。X。K]
①三分子：Cl2、HClO、H2O；
②四离子：H＋、Cl－、ClO－、OH－。
2．氯水的性质
氯水成分的多样性决定了其性质的多重性：
[例1]　[双选题]下列关于氯水的叙述，正确的是(　　)
A．新制的氯水中只含Cl2和H2O分子
B．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C．光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2
D．氯水在密封无色玻璃瓶中放置数天后酸性将增强
[解析]　氯水成分的多样性决定了氯水性质上的多重性。氯水中主要含有三种分子H2O、Cl2、HClO和四种离子H＋、Cl－、ClO－、OH－。新制氯水中含有H＋和HClO，蓝色石蕊试纸遇H＋变红，变红后的试纸被HClO氧化褪色。光照氯水，发生反应2HClO2HCl＋O2↑，逸出的是O2而不是Cl2。该反应进行后，弱酸HClO转化为强酸HCl，密封在无色玻璃瓶中不考虑HCl的挥发，溶液的酸性增强。
[答案]　BD
(1)饱和氯水(呈黄绿色)，属于混合物，若久置，则最终变为盐酸(无色)，故久置的氯水颜色褪去(无Cl2)，氧化性减弱(无HClO、Cl2)，酸性增强(盐酸为强酸)。
(2)液氯是氯气的液态形式，属于纯净物。[来源:学科网ZXXK]
氯气的实验室制法
1．原理
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
2．装置
(1)发生装置(Ⅰ部分)：
①特点：固体＋液体气体。
②仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。
③试剂：A中盛放浓盐酸，B中盛放二氧化锰。
(2)净化装置(Ⅱ部分)：
组成
盛放试剂
试剂的作用
C
饱和氯化钠溶液
除去氯气中的氯化氢
D
浓硫酸
干燥氯气
(3)收集装置(Ⅲ部分)：
①收集方法：向上排空气法；
②验满方法：湿润的蓝色石蕊试纸或湿润的淀粉KI试纸放在集气瓶口。
(4)尾气处理装置(Ⅳ部分)：
①导气管要深入液面以下；
②F中盛放的试剂：氢氧化钠溶液(或其他碱液)，作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。
3．注意事项
(1)必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，以减少HCl挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
[例2]　在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如图：
(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母)：________接________；________接________；________接________；________接________。[来源:学#科#网Z#X#X#K]
(2)装置中，饱和食盐水的作用是_______________________________________；
NaOH溶液的作用是________________________。
(3)化学实验中常用湿润的淀粉KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生，可观察到________，反应化学方程式________________________。
(4)写出下列化学反应的化学方程式：
①气体发生装置中进行的反应：__________________________________________。
②NaOH溶液中发生的反应：___________________________________________。
[解析]　(1)按照制备气体的“反应装置→净化装置→收集装置→尾气处理装置”的顺序可确定仪器连接的正确顺序。(2)上述装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl杂质；浓H2SO4的作用是除去Cl2中的水分；NaOH溶液的作用是吸收过量的Cl2；(3)湿润的淀粉KI试纸遇Cl2时发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，I2遇淀粉变蓝。
[答案]　(1)E　C　D　A　B　H　G　F
(2)除去氯气中的HCl杂质　吸收过量的氯气
(3)试纸变蓝　2KI＋Cl2===2KCl＋I2
(4)①MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
②2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
气体的制备装置一般包括反应装置、除杂装置、收集装置、尾气处理装置等。反应装置的选择要依据反应物的状态和反应的条件。收集方法的选择应考虑气体密度、溶解性及在空气中的稳定性。是否处理尾气，取决于该气体是否污染环境。
1．(对应考点一)下列实验过程中，不会产生气体的是(　　)
解析：A项氯水中的HClO见光分解生成氧气；B项氯水中的HCl与发酵粉中的NaHCO3反应生成CO2；C项氯水滴入NaBr溶液中反应生成Br2和NaCl，没有气体产生；D项H2O与Na2O2反应产生O2。
答案：C
2．(对应考点一)在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一定正确的是(　　)
A．加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明溶液中有Cl2存在
B．溶液呈黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2存在
C．加入盐酸酸化，再加入硝酸银溶液产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－
D．加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明含有HClO分子
解析：A：HClO能使有色布条褪色，而干燥的Cl2不能，有色布条褪色不能说明有Cl2分子存在；C：加入盐酸酸化，引入了Cl－，加AgNO3溶液产生白色沉淀，不能说明氯水中有Cl－存在；D：加入NaOH溶液，黄绿色消失，只能说明Cl2被消耗，不能说明有HClO分子的存在。
答案：B
3．(对应考点二)下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述不正确的是(　　)
A．MnO2与浓盐酸共热
B．缓慢加热反应
C．用向下排空气法收集Cl2
D．多余氯气常用较浓的碱液吸收
解析：由于浓盐酸易挥发，故必须缓慢加热以减少HCl的挥发；Cl2的密度比空气的密度大，故应用向上排空气法收集Cl2；Cl2极易与碱反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，故应用较浓的碱液吸收多余的Cl2。
答案：C
4．(对应考点二)在制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是(　　)
①连接好装置，检查气密性；
②缓缓加热，加快反应，使气体均匀逸出；
③在圆底烧瓶中加入二氧化锰粉末；
④从盛有浓盐酸的分液漏斗中将浓盐酸缓缓滴入烧瓶中；
⑤将多余的Cl2用NaOH溶液吸收；
⑥用向上排空气法收集氯气。
A．①②③④⑤⑥　　　　　　　　 B．③④②①⑥⑤
C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤
解析：确定实验室制取气体的操作顺序要注意：①连接好装置后，要先检查气密性，后装药品；②装药品的顺序是先加固体，后加液体；③对于有毒的气体，一定要有尾气处理装置。
答案：D
5．(探究题)下图是一组检验氯气性质的装置。
(1)现关闭活塞K，若有色布条是干燥的，溶液B为浓硫酸，则有色布条________；若溶液B为水，则有色布条________；若溶液B为饱和的NaHCO3溶液，则有色布条________。
(2)现打开K，溶液B为氢氧化钠溶液，通入的Cl2是湿润的，布条是干燥的，则有色布条________。
解析：(1)关闭K通入Cl2，若B为浓硫酸，则进入(Ⅱ)的是干燥的Cl2，有色布条不褪色；若B为水，则进入(Ⅱ)的是湿润的Cl2，有色布条褪色；若B是NaHCO3溶液，则Cl2在(Ⅰ)中被消耗，有色布条不褪色。
(2)打开K，尽管B是NaOH溶液，湿润的Cl2还是直接进入(Ⅱ)，有色布条褪色。
答案：(1)不褪色　褪色　不褪色　(2)褪色
(1)Cl2为黄绿色有毒气体，密度比空气大。
(2)Cl2和金属、非金属、水、碱等均可发生反应，必记的重要化学方程式有：
2Fe＋3Cl22FeCl3，Cl2＋H2O===HCl＋HClO，Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，
2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
(3)新制氯水中，除水外，还含有Cl2、HClO、H＋、Cl－等，氯水成分的多样性，决定了其性质的多重性。
(4)实验室制备Cl2的化学方程式为：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，通常用饱和食盐水除去挥发的HCl，用浓H2SO4干燥Cl2，用NaOH溶液吸收多余的Cl2。
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．下列关于氯气的说法不正确的是(　　)
A．氯气化学性质很活泼，但是干燥的液氯能用钢瓶贮存
B．氯气和液氯是两种不同物质
C．可以用浓硫酸除去氯气中的水蒸气
D．氯气有毒，它曾在战争中被用于制造毒气弹
解析：在通常状况下，干燥的液氯可以用钢瓶储运，所以A是正确的。氯气和液氯是同一种物质的不同状态，所以B选项不正确。除去氯气中混有的水蒸气应选用不能和氯气反应的干燥剂，因为氯气气体呈酸性，不宜选用碱性干燥剂，如碱石灰等，常选用酸性或中性干燥剂，如：浓硫酸、无水氯化钙等，因此C选项是正确的。氯气有毒，对人体有害，可以用于制造毒气弹应用于战争中。[来源:学*科*网Z*X*X*K]
答案：B
2．有关漂白粉和漂白液的说法正确的是(　　)
A．漂白粉是纯净物，漂白液是混合物
B．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
C．工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉
D．漂白液的有效成分是Na2O2
解析：漂白粉是将Cl2通入石灰乳中制得的混合物，化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，故其主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，其有效成分为Ca(ClO)2，漂白液的主要成分是NaClO，以上符合题意的只有B项。
答案：B
3．下列说法中，正确的是(　　)[来源:Z+xx+k.Com]
A．液氯和氯水都含有氯离子
B．氯气和液氯都能使干燥的有色布条褪色
C．盐酸和氯水都含有氯离子
D．盐酸和氯水都能使湿润的有色布条褪色
解析：A项，液氯中不含有Cl－；B项，Cl2和液氯均不能使干燥的有色布条褪色；D项，盐酸不能使有色布条褪色。
答案：C
4．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是(　　)
A．用干燥的蓝色石蕊试纸
B．用干燥有色布条
C．将气体通入硝酸银溶液
D．用湿润的淀粉碘化钾试纸
解析：检验氯气采用湿润的KI淀粉试纸，而干燥的有色布条、干燥的蓝色石蕊试纸不能检验氯气。硝酸银溶液与氯化氢和氯气反应的现象相同。
答案：D
5．[双选题]如图所示，在A处通入氯气，关闭B阀时，C处的红色布条看不到明显现象；当打开B阀后，C处的红色布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液可能是(　　)
A．浓硫酸　　　　 B．NaOH溶液
C．H2O D．饱和氯化钠溶液
解析：解决本题的关键是要明确装置的特点及起漂白作用的是HClO(或潮湿的Cl2)。根据打开B阀后，C处的红色布条逐渐褪色，说明A处通入的Cl2为潮湿的，潮湿的Cl2在关闭B阀时通过了D瓶，看不到C试管中红色布条有明显变化，说明D瓶吸收了Cl2或吸收了Cl2中的水蒸气。
答案：AB
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6．(8分)有一包白色固体，它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种，进行下列实验：
①溶于水，得无色溶液；
②在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀；
③再滴加稀硝酸，沉淀量减少但不完全消失，同时有气泡产生。
根据上述现象判断：
(1)白色固体一定含有的成分是________，可能含有的成分是________。
(2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式：________________________________
________________________________________________________________________。
解析：由②产生白色沉淀知，可能含有K2CO3和KCl中的一种或两种；由③沉淀量减少且有气泡产生知，一定含有K2CO3；根据沉淀不完全消失可知，一定含有KCl。
答案：(1)KCl和K2CO3　KNO3
(2)Ag＋＋Cl－===AgCl↓，
2Ag＋＋CO===Ag2CO3↓，
Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋H2O＋CO2↑
7．(10分)室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适的反应条件下，它们可以按下列框图进行反应。又知E溶液是无色的。
请回答：
(1)试写出下列物质的化学式：A________，B________，C________。
(2)反应①的化学方程式：_______________________________________________。
(3)反应③的化学方程式：_______________________________________________。
(4)反应④的离子方程式：_______________________________________________。
解析：从反应的框图中看到：反应①A＋B→D固体，反应④F＋B→D溶液，可知：F是化合物，A是变价金属，且A在F中呈低价。又从气体颜色中可判断B是Cl2。由此可推出A是Fe，D为FeCl3，F为FeCl2。从反应③A＋E→F＋C可知，E为HCl，C为H2。
答案：(1)Fe　Cl2　H2　(2)2Fe＋3Cl2===2FeCl3
(3)2HCl＋Fe===FeCl2＋H2↑　(4)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
8．(12分)为了讲授“氯气的性质和用途”，李老师以二氧化锰和浓盐酸为主要原料制取氯气，并设计了如图所示装置(其中A是连有注射器针头的橡皮管，针头已插入并穿过橡皮塞)进行了教学。
试回答下列问题：
(1)乙中的现象是________________________，丙中的现象是________________________，丁中的现象是________________________，分离丁中液体的方法是____________；
(2)橡皮管连通后，分液漏斗的气体压强p1与烧瓶中的气体压强p2的关系为________(填“>”“<”或“＝”)，连接橡皮管的目的是________________________；
(3)烧瓶内发生反应的离子方程式为________________________。
解析：利用图示装置制备Cl2，制得的Cl2通过浓H2SO4(甲中)，浓H2SO4干燥Cl2；Cl2与干红布条不反应(乙中)；Cl2与H2O生成HClO，HClO起漂白作用(丙中)；Cl2与KI溶液反应生成I2，CCl4萃取I2，溶液分层(丁中)；用向上排空气法收集Cl2(戊中)；进行尾气吸收(己中)，利用针头连接后，分液漏斗与烧瓶内气压相等，有利于液体流下。
答案：(1)干燥的红布条不褪色　湿润的红布条褪色　下层CCl4层呈紫红色　分液
(2)p1＝p2　有利于分液漏斗中的浓盐酸顺利流下
(3)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O